学年

質問の種類

物理 高校生

名問の森の質問です! ?のところのV1とV2の向きがなぜそうなるか分からないので教えて下さい!

122 電磁気 38 電磁誘導 十分に長い直線導線Lがy軸上 にあり, 1辺の長さ2aの正方形コ イル ABCD が 辺ABをx軸上に, 辺BC を軸に平行にして置かれて いる。 コイルの電気抵抗は R で, コ イルの位置は辺ABの中点Mの座 標xで表す。 装置は真空中に置かれ, 真空の透磁率 μlo とする。 コイルの 自己誘導は無視する。 Foll 導線L に+yの向きに一定電流Iを流し,コイルを一定の速さ で,xy平面上,x軸に沿って導線から遠ざける。コイルがx(a)の 位置を通過するときについて, (1) L による,点A,B での磁場の強さ H1, H2 をそれぞれ求めよ。 (2) コイル全体での誘導起電力の向き (時計回りか反時計回りか)と大 きさVを次の2つの方法で求めよ。 Level (1)★★ (2) (a)★ (b)★ (3)★ Point & Hint 電磁誘導は一般にはファラデーの電磁誘導 の法則に従っている 0 (2) (b) 微小時間⊿tの間の磁束の変化⊿のを調 べる。 といっても, コイルを貫く磁束のはコイ ル内の磁場が一様ではないので(積分しない限 り) 計算できない。 そこで, 変化した部分だけ に目を向ける。 近似の見方も必要。 L D A -2a- M C B (a) 1つ1つの辺に生じる誘導起電力を調べる。 (b) コイルを貫く磁束の変化を調べる。 (3) x=2aのとき, コイルに加えている外力の向きと大きさを求め よ。 (九州大+お茶の水女子大) -V Base 電磁誘導の法則 磁束① = BS V=-N40 4t 一面積S N巻きコイル ※マイナスは磁束の変化を 妨げる向きに誘導起電力 が生じることを表す。 LECTURE (1) A,Bでの磁場は ? I H₁ = 2π (x− a) 2π (x+a) (2a) 直線電流Ⅰのつくる磁場は紙面の裏へ の向きとなり、磁力線を切って進む AD と BCで誘導起電力 V1, V2が図の向きに発生 している。公式V=vBlより V₁ = vμoH₁.2a V2= vμoH22a 2つの起電力が逆向きとなっていることと, H>Hより全体の起電 力は時計回りで (b)微小時間tの間にコイルはx=v4t だ け動き,右の赤色部分で磁束を402 増やし、 灰色部分で4の減らす。 そこで,磁束の変化 40は H2= 40= 40₂ 40₁ =μoH22a4xμoHi・2a4x 2μo lav π (x²-a²) At 符号マイナスは磁束の減少を表している (H) > H2 より定性的にも明らか)。 よっ て, 誘導起電力の向きは、父の向きの磁場 を生じるようにコイルに電流を流す向きで あり、時計回りと決まる。 40=2μoIav V = π (x² - a²) 4t V=V1-V2=2μova (H1-H2)= 2μo Iav π (x²-a²) (3) x=2a より V= 2μo Iv であり、誘導電流 3π えは時計回りに流れ, オームの法則より i = R 38 電磁誘導 2μo Iv 3πR V₁ H₁ v A -x+a H₁ 4x F D 123 H 2 V i V2 A ⊿xは微小なので ③ 磁場はHやHで 一定としてよい。 B H2 4x C i F2 B Iとの向きから, ③ F は引力, F2は反 発力と決めてもよい。

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

2の⑵⑶の解説お願いしますm(_ _)m

か 一反 した 違っ き還 【和】 33%の塩酸を使って水酸化ナトリウム水溶液を中 和する実験を行った。 あとの問いに答えなさい。 |高知県 実験 4%の水酸化ナトリウム水溶液10cm をビーカー に入れ, BTB溶液を数滴加えた。 右図はこのときのビ アーカー内の水酸化ナトリウム水溶液中のイオンをモデルで表したもので ある。この水溶液に, 3%の塩酸を少しずつ加えていくと,全部で 10cm²加えたときに水溶液の色が緑色になり, 完全に中和した。 次に別 のビーカーに,濃度のわからない水酸化ナトリウム水溶液10cm²を入 れ, BTB溶液を数滴加え, 3%の塩酸を1滴ずつ加えていくと,全部で 15cm加えたときに水溶液の色が緑色になり, 完全に中和した。 (1) 4%の水酸化ナトリウム水溶液10cm²が塩酸で完全に中和 されたときのビーカー内の水溶液中のイオンを,上の図の イオンの数をもとに、 右の図にモデルでかけ。 (2) 濃度のわからない水酸化ナトリウム水溶液10cmに3%の 塩酸を5cm ² 加えたときの水溶液中に含まれているナトリウムイオンと水 酸化物イオンの数の比を、最も簡単な整数の比で書け。 [ (3) 濃度のわからない水酸化ナトリウム水溶液の濃度は何%か。 [ [Na (OH) ] 2 ヒント (2) 3%の塩酸5cm²を 加えたとき. 水酸化物 イオンは3分の1減少 する。 (3) 4%の水酸化ナト リウム水溶液は塩酸 10cm²と中和し, x%の 水酸化ナトリウム水溶 液は塩酸15cm²と中和 する。

回答募集中 回答数: 0
理科 中学生

電池とイオン わからないです。 簡単でいいので教えていただきたいです! 宜しくお願い致します🤲

銅 4 電池とイオン ① 金属とイオン (1) 金属が電解質の水溶液に溶けるとき 金属の原子が電子を 放出して陽イオンになり、水溶液中に溶ける。 例うすい塩酸に亜鉛を入れると,亜鉛原子は電子を2個放 出して亜鉛イオンとなり、うすい塩酸中に溶け出す。 (2) 金属のイオンへのなりやすさ 金属Xの陽イオンを含む水 溶液にほかの金属Yを入れたとき, 金属Yが水溶液に溶ける かどうかで金属XYのイオンへのなりやすさがわかる。 ①金属Xの陽イオンを含む水溶液に金属Yが溶けるとき 金 属Y が金属Xよりイオンになりやすいため, 金属Yが陽イ オンになって水溶液に溶け, 金属Xが原子となって析出する。 ②金属Xの陽イオンを含む水溶液に金属Yが溶けないとき 金属Xが金属Yよりもイ なりやすいため、金属Yは水溶液に溶け出さず 金属Xも陽イオンのままで変化しない。 ▼2 硝酸銀水溶液に銅線を入れたときのようす ARE より もイオンに UU 硝酸銀水溶液 りゅうさん 硫酸マグネシウム 水溶液 硫酸亜鉛水溶液 硫酸銅水溶液 ●硫酸銅水溶液に亜鉛 を入れたときのようす 1 亜鉛が電子を2個放 出して亜鉛イオンと なり、 硫酸銅水溶液 中に溶け出す。 Zn→Zn²+2e- 水溶液中の銅イオン は電子を2個受けと ■て銅原子となる。 Cu2+2e Cu 銀色の けっしょう 。 結晶が できる。 ●重要実験 金属イオンへのなりやすさ AR ある金属の陽イオンを含む水溶液に、 金属片を入れ, 金属片のようすを観察する。 結果 マグネ シウム 亜鉛 銅 水溶液 が青色 になる。 SO ●銅原子が電子を放出し、 銅イオンとなって溶け. 水溶液が青色になる。 Cu-Cu²+ +2e- 硝酸銀水溶液に含まれる銀イオンが電子を受け とって、銀原子となって銅線に付着する。 Ag++eAg マイクロプレート 亜鉛Zn 硫酸銅水溶液 硫酸マグ ネシウム 水溶液 (Mg²+) 硫酸亜鉛 水溶液 (Zn²) 硫酸銅 水溶液 (Cu²) マグネシウム(Mg) 変化なし 「マグネシウムが溶け て亜鉛が付着する。 MgはZnよりイオ ンになりやすい。 マグネシウムが溶け て銅が付着する。 MgはCuよりイオ ンになりやすい。 ●1章● 化学変化とイオン ▼ 塩酸に亜鉛が溶けるとき 水素 H H 亜鉛 |2H+ee →H, NO. うすい塩酸 (は電子1個を表す。) ★式で表すとき、電子1個を記号 e-で表してもよい。 亜鉛(Zn) He の 変化なし Ag 陽イオンへのなりやすさ : Cu > Ag 変化なし Q. Zn-Zn +60 亜鉛が溶けて 銅が付着する。 ZnはCuよりイオ ンになりやすい。 NO. ・硝酸 水溶液 ・鋼 @ 銅(Cu) 変化なし 変化なし 変化なし イオンへのなりやすさ: Mg > Zn > Cu けいこう イオン化傾向 金属のイオンへのなりやすさ Na> Mg > AI>Zn> Fe> (H2) > Cu>Ag (一部抜粋) 2 電池とイオン 化学変化により、物質の (1) 電池 (化学電池) もつ化学エネルギーを電気エネルギーとして ★化学エネルギー 化学変化で物質 からとり出せるエネルギー とり出す装置。 電池のつくり方 電解質の水溶液に2種類 の金属を入れて導線でつなぐと, 金属と金属 の間に電圧が生じる。 ・極 電子は導線を通って銅板 (亜鉛板) のほうへ移動する。 ●イオンになりやすいほうの 「亜鉛が電子を放出して亜鉛 イオンとなり、 溶け出す。 Zn→Zn²+ + 2e ★水溶液中の銅イオンの数は 時間とともに減少する。 →青色がうすくなる。 →電流が小さくなる。 (5) 生活の中の電池 IZn ▼3 身近な材料で電池をつくる 木炭電池ARE ●レモン電池 モータ なまりちく 二次電池・・・ 鉛蓄電池, リチウム PES (3) ボルタ電池 2種類の金属板を電解質の水溶液に入れて 電圧をとり出す電池。 電圧の低下が早いという欠点がある。 ○ボルタ電池のしくみ イオンになりやすいほうの金属 が電子を放出して陽イオンになる(-極)。 2電子が極 から + 極へ移動する。 3+ 極側の金属上で, 水溶液中の 水素イオンが電子を受けとる。 水素が発生する。 この ような現象によって, 電子が移動して電流が流れる。 (4) ダー電池 硫酸亜鉛水溶液に入れた亜鉛板と硫酸銅 水溶液に入れた銅板を導線でつなぎ, この2種類の水溶液の間をセロハン膜や素焼きの板で しきって, イオンが移動できるようにした電池。 長時間の利用が可能。 しくみ→ボルタと同じ ▼5 ダニエル電池のしくみ ARE 電子 電流 イオン電池, ニッケル水素電池 ★充電 外部から逆向きの電流を流して 電気エネルギーをたくわえること。 木炭(備長族) 硫酸亜鉛水溶液 ZnSO4Zn²++SO² CuSO4 ②燃料電池 水素と酸素が結びついて 水ができるときに発生する電気エネ ルギーをとり出す装置。 水の電気分 解とは逆の化学変化を利用している。 Cu 17 4 電池とイオン ▼4 ボルタ電池のしくみ ←電流の向き モーター 電子の流れ→ 硫酸銅水溶液 リール 亜鉛板 かんでん ち 例一次電池・・・ マンガン乾電池, リチウム電池 酸化銀電池 電気 エネルギー じゅうでん ① 使い捨ての一次電池と, 充電してくり返し使える二次電池がある。 電子オルゴール Cu²++SO²- +極 セロハン・・・2種類の水溶液をしきる。 (銅板)/ ★セロハンにより、2種類 の水溶液が簡単に混ざらず, 水溶液中の電気的なかたより ができないように, イオンが 移動する。 レモン 「トマトや ダイコン ▼6 水の電気分解と燃料電池 水を電気分解する。 水酸化ナトリウムを加えた水 簡易電気 分解装置 電源装置 酸 水素の発生 化学 エネルギー +橋 HHH- 水溶液中の銅イオンは移動 してきた電子を受けとって 銅になって付着する。 Cu²+ + 2e Cu 鋼板 塩 Am ②電源をはずし、モーター などにつなぎかえる。 C 燃料電池 電流が発生する 化学 エネルギー 電気 エネル

回答募集中 回答数: 0